火电机组启停过程中节能优化研究及风险控制

熊 伟

（中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司 新疆乌鲁木齐 830001）

1 火电机组启停过程节能优化的重要意义

随着近年来我国对能源需求持续增加，燃煤机组的装机容量不断增长，机组耗煤量和耗油量迅速上升。为了应对当前油价、煤价持续上涨的问题，提高火力发电机组的能源利用效率，尽量降低机组的运行成本，降低机组燃料消耗量、提高机组热效率、降低发电成本、减少环境污染，已经成为了当前工业技术发达国家火力发电技术研究和应用的重要方向。

当前，针对火力发电机组能耗优化的技术较多，而且在实际的工程应用过程中取得了对应的效果。本文为了提高研究的针对性，针对火力发电机组的特点，以火电机组启停过程作为突破口，以具体的工程应用案例为对象，对发电机组启停过程中的能耗问题进行了优化分析。同时，对优化之后可能存在的相关风险也进行了对应的分析，并提出了对应的应对策略。以期提高火电机组的节能效果，达到节能减排的目的。

2 火电机组启停过程节能优化措施

2.1 某火电机组运行工况概况

某电厂的4台325MW机组配套电站锅炉为上海锅炉厂设计并制造的一次垂直上升、单炉膛300MW亚临界直流锅炉，使用燃料为贫煤。该机组于1999年引进德国斯坦缪勒公司的相关技术，对锅炉进行了改造，将锅炉改成螺旋管圈直流锅炉，并由该公司完成了改造方案的设计工作。完成改造之后，该锅炉为亚临界、一次中间再热、固态排渣、中间储仓式的燃煤锅炉，同时使用了四角切圆的燃烧技术，使用燃料依然为贫煤[1]。

2.2 机组启停过程的节能改造优化技术措施

2.2.1 使用工业水替代轴冷水

（1）既有行方式

机组检修试运转过程中，机组在启动时需要为之提供冷却水，而因为机炉的辅机数量较多，而6kV的辅机启停次数受到限制，为了适应辅机的短时间运转，使得机组的循环泵与轴冷泵必需持续运转，从而为辅机的运转阶段提供冷却水。但是，在整个过程中有相当一部分时间所产的冷却水和轴冷水系统只有个别用户，甚至没有用户使用，造成了电量浪费的问题。例如，锅炉的上水与泵压阶段，虽轴冷水系统只为一个用户(电动给泵)工作，但是却需要循环泵、轴冷泵同时启动进行配合，从而使得机组的运行能耗居高不下。

（2）优化运行措施

为了达到节能降耗的目的，使用工业水开式供水的方式代替之前的轴冷水来保证机组辅机的试运转。例如，在锅炉的泵压阶段，通常轴冷水系统只是电泵。在将冲联门、除电泵外的其他轴冷水进出水门关闭之后，将冷油器调温旁、轴冷泵进放水开启，使得工业水能够通过最短的行程为电泵的正常运行进行冷却，而且能有效的降低工业水对管道容积的压力作用。通过这种最小系统运行方式，在试运行阶段只保留了运行辅机的冷却供水供应，大大降低了机组的能耗[2]。

2.2.2 使用汽泵代替电泵

在机组启停过程中关停电泵，使用自备汽源的汽泵予以替代能够显著降低机组运行能源消耗。

（1）既有运行方式

在机组的正常启动过程中，电泵从锅炉上水开始就一直运行，直到机组的第二台200MW汽动给泵并泵之后才停用[3]。在机组停机的过程中亦是如此，这造成了电泵运行时间长、机组厂用电增加的问题。而当电泵故障时，还容易死造成机组启动故障，机组运行可靠性下降等问题。

（2）优化运行技术措施

基于传统启动过程中能耗较高的问题，提出使用无电泵的上水启动方案。考虑奥电能由蒸汽热转换而成，而在这个转换过程中将出现汽轮机损耗、凝汽器损耗以及发电机能量损耗等问题。因此，直接使用汽泵供水能够提高能源利用效率。而且汽泵可以自备汽源，锅炉在上水过程中使用汽泵供水，并随着机组运行功率增加能够逐步增加汽泵的开启数量，在满足运行要求的同时降低能耗。

3 火电机组启停中节能优化风险及控制措施

3.1 火电机组启停过程中节能优化风险

3.1.1 人为因素

操作过程中由于工作人员个体技术差异人有可能专业技术水平差，机组在运行过程中因为需要人进行操作。而工作人员可能因为精神状态差异，而导致其在阀门操作过程中可能出现误动作，使得系统的改造结果不能受到较好的控制。从而导致系统的优化效果因为人为操作失误而失败。

3.1.2 改造使用的材料因素

轴冷水系统在使用的过程中可能因为某个阀门的电源或者气控装置失灵而导致阀门动作失效，或者阀门在长时间的使用过程中出现了生锈卡涩，都可能导致系统运行故障。另外，机组的给水泵可能因为故障原因而不能启动，或者启动之后在中途跳闸而导致其不能持续稳定运行，这些因素都可能会导致针对启停过程中的优化措施失效。

3.2 风险控制措施

3.2.1 人为因素的控制措施

为了提高工作人员操作的可靠性，必须加强工作人员的专业技术培训，使得其对优化后机组的运行方式予以充分了解。同时，要建立有效的选择机制，确保处于最佳精神状态的工作人员被安排到关键岗位。同时，设置项目总负责人员，与调度和检修人员相互配合，使得项目的改造及后续运行得以持续有效开展[4]。

3.2.2 材料因素控制措施

在日常工作中除了要强化工业水泵的维护以及对应的检查之外，还要加强对气控系统的运行检修维护，保证气控阀门正常工作。另外，还应该对水质进行监控，保证阀门不会因为生锈而出现卡涩问题，保证系统能够正常运行。

[1]李波.建设工程项目风险管理与控制[J],科技资讯,2010(24)．

[2]胡军军,韩景.浅析火电厂节能降耗的措施[J].内蒙古石油化工,2008(02)．